Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Chemie

Fachgebiet: Koordinationschemische Katalyse

Betreuer: PD Dr. Torsten Beweries



M. Sc. Patrick Hasche
(e-mail: patrick.hasche@uni-rostock.de )

Schwefelhaltige Pincerkomplexe später Übergangsmetalle - Koordinationschemie und Anwendungen in der Katalyse

Übergangsmetallkomplexe sind gängige Katalysatoren für eine Vielzahl von chemischen Reaktionen. Die Entwicklung neuartiger Katalysatorsysteme ist daher Bestandteil aktueller Forschung. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Synthese und Charakterisierung von Nickel- und Rhodiumkomplexen basierend auf PE1CE2P-Pincerliganden (E = O, S). Im besonderen Fokus stand dabei, welchen Einfluss die Substitution der Sauerstoffatome durch Schwefelatome in den Seitenarmen der Pincerliganden auf Darstellung, Eigenschaften und katalytische Aktivität der erhaltenen Komplexe hat. In diesem Zusammenhang zeigten PSCSP-Pincerkomplexe auf Basis von Nickel in einer Reihe isostruktureller Komplexe die höchste Aktivität in Kumada-Kreuzkupplungen und die geringste Überspannung in der elektrokatalytischen Protonenreduktion. In einer Reaktivitätsstudie zeigten sich die PSCSP-Komplexe in Anwesenheit von starken Basen als nicht stabil und S-P Bindungsspaltungen konnten nachgewiesen werden. Zudem konnte für Rhodium die Komplexierung der PSCSP-Pincerliganden bereits bei Raumtemperatur ohne Zugabe von Base beobachtet werden. Einige der erhaltenen rhodiumbasierten Komplexe zeigten sich zudem als äußerst aktive Katalysatoren in der Dehydropolymerisation von Methylamin-Boran.

Transition metal complexes are common catalysts for a wide variety of chemical reactions. Therefore, new catalyst systems are constantly developed. The present work deals with the synthesis and characterization of nickel and rhodium complexes based on the PE1CE2P pincer ligand (E = O, S). A special emphasis was placed on the influence of the substitution of the oxygen atoms by sulfur atoms on complex preparation, properties and catalytic activity. In this regard, nickel-based PSCSP complexes within a series of isostructural catalysts showed the best activity in Kumada coupling and the lowest overpotential in the electrocatalytic reduction of protons. Within a reactivity study PSCSP complexes were found to be not stable in the presence of strong bases as S-P bond cleavage could be noticed. Furthermore, especially for the preparation of rhodium-based PSCSP-complexes complexation to the metal center could be observed at room temperature without the addition of base. Besides, some of the prepared rhodium complexes were identified as highly active catalysts for the dehydropolymerisation of methylamine borane.